应用SHRIMP铀-铅定年法研究腾冲地区中更新世英安岩的形成时代_李琳琳.pdf

2015 年 1 月 January 2015 岩矿测试 ROCK AND MINERAL ANALYSIS Vol． 34，No． 1 19 ～27 收稿日期 2014 －08 －08; 修回时期 2014 －12 －26; 接受时期 2015 －01 －14 基金项目 国家自然科学基金面上项目 41173065 ; 中国地质调查项目 1212011120165 ; 国土资源部公益性行业基金 201311116 作者简介 李琳琳， 硕士研究生， 地球化学专业， 研究方向为同位素地质年代学。E- mail lilinlinxs163． com。 通讯作者 石玉若， 博士， 研究员， 从事同位素地质年代学及岩石学研究。E- mail shiyuruo bjshrimp． cn。 文章编号 02545357 2015 01001909 DOI 10． 15898/j． cnki． 11 －2131/td． 2015． 01． 003 应用 SHRIMP U － Pb 定年法研究腾冲地区中更新世英安岩 的形成时代 李琳琳1，王书兵2，石玉若1* 1． 北京离子探针中心，中国地质科学院地质研究所，北京 100037; 2． 中国地质科学院力学研究所，北京 100081 摘要 腾冲火山岩群是我国著名的年轻火山岩群， 前人主要采用 K － Ar 法、 不平衡铀系等同位素定年方法研究该区火山岩的年龄并划分其喷发期 次， 采用 K － Ar 法获得腾冲火山岩 0． 013 ～17． 84 Ma 的年龄以及 0． 13 ～ 2． 9 Ma 的等时线年龄， 不平衡铀系法主要用于该地区 0． 23 Ma 以来的样 品年龄研究。传统的同位素定年体系的精确度和定年范围对于研究该区 火山岩的年龄存有很大局限性。近年来， 微区原位离子探针 U － Pb 定年 在年轻地质体年代学研究中表现出巨大潜力， 在国际上已经应用于中更新 世晚期地质体的年龄测定。本文报道了应用锆石 SHRIMP U － Pb 定年方 法对腾冲曲石地区中更新世英安岩的 3 次测定结果， 3 次实验的年龄值在 误差范围内一致。在对一次离子流选择及其强度、 二次离子积分时间等实验条件探讨的基础上， 综合分析 3 次实验中的二次离子计数表明第 3 次实验结果具有更高的精确度， 年龄值为 0． 41 0． 01 Ma， 属中更新世， 代表该英安岩的形成时代， 该年龄结果是目前我国获得的最年轻的高精度锆石 SHRIMP U － Pb 年龄。本研 究获得的中更新世锆石 U － Pb 年龄为年轻地质体的年代学研究提供了新的思路。 关键词 SHRIMP; 锆石 U － Pb 定年; 二次离子计数; 中更新世; 英安岩; 腾冲曲石地区 中图分类号 O657． 63; P618． 85; P597． 3文献标识码 A 腾冲火山岩群是我国著名的年轻火山岩群， 火 山的喷发始于新近纪， 终止于第四纪 ［1 ］。前人主要 采用 K － Ar 法、 不平衡铀系等同位素定年方法研究 腾冲火山岩的喷发时间并确定其喷发期次 ［2 －11 ］。 传统的同位素定年方法在定年精度和适用范围上的 局限性使得其对腾冲地区中更新世火山岩年龄的精 确测定存在较大困难。李大明等 ［7 ］发现腾冲火山 岩中斜长石含有过剩氩， 而过剩氩的存在对于年轻 地质体的 K － Ar 年龄测定影响较大， 对中更新世以 来的样品年龄影响尤为显著， 往往导致年龄测定值 比真实值偏大。采用 K － Ar 法测定腾冲地区中更 新世以来火山岩获得了 0． 013 ～17． 84 Ma 的年龄以 及 0． 13 ～ 2． 9 Ma 的等时线年龄， 大多存在 10 以 上的误差。另外， 由于230Th 半衰期较短， 铀系不平 衡法主要应用于晚更新世以来的年轻地质体年代学 研究中 ［12 －15 ］， 前人应用该方法获得了腾冲地区火山 岩样品 227 ～7． 5 ka 的年龄 ［3， 6， 9 －11 ］。 离子探针微区原位 U － Pb 定年方法具有高精 度、 高灵敏度的特点， 在古老地质体年代学研究中已 经取得丰硕的成果 ［16 －17 ］， 随着研究的深入和广泛应 用， 在 年 轻 地 质 体 定 年 中 也 表 现 出 巨 大 的 潜 力 ［14， 18 －21 ］。国内外学者应用 SHRIMP 获得了早更 新世 的 实 测 锆 石 U － Pb 年 龄 ［19 －20 ］， Lowenstern 等 ［14 ］应用该方法获得中更新世晚期的花岗岩年龄。 91 ChaoXing 年轻地质体定年难的最重要原因之一是放射成因子 体含量较低， 使得岩浆作用过程中的 U、 Th 分馏对 年龄结果造成较大影响， 并具有较大的实验误差。 本研究对腾冲曲石地区中更新世英安岩样品进行了 3 次 SHRIMP 锆石 U － Pb 年龄测定。在对实验中一 次离子的种类和强度以及二次离子积分时间等实验 条件探讨的基础上， 将 3 次分析结果与相应的230Th 不平衡校正后的单点年龄结果进行对比， 选择铀和 相应的放射成因铅二次离子计数较高且稳定的第 3 次实验实测年龄结果作为该英安岩的形成时代， 并 试图对年轻地质体进行锆石 SHRIMP U － Pb 定年方 法的可行性和条件进行探讨， 从而为年轻地质体年 代学研究提供新思路。 1样品采集和测定选点 本次研究的样品 TC7 采自云南省腾冲县曲石 乡， 坐标为 N251155． 4″、 E983432． 5″， 岩石样品 新鲜， 经鉴定为英安岩。从样品中分选出的锆石分 为形态不同的两群， 一种为无色， 长柱状、 双锥短柱 状， 长宽比一般为 2 ∶ 1 ～ 7 ∶ 1， 颗粒长 100 ～ 300 μm， 最大可达 500 μm， 无退晶质化现象; 另一种为 淡黄色， 粒状， 表面不干净， 有些颗粒发育环带， 同一 颗粒各部位发光性不均一， 有些中间发育有直径约 为50 ～100 μm 的继承核， 颗粒大小一般为200 μm。 测定时选择柱状锆石颗粒， 代表火山岩新形成的锆 石， 能够反映火山岩的年龄。 测定之前比对锆石的反射光、 透射光以及阴极 发光图像 图1 以确定进行 SHRIMP 微区 U － Pb 定 年的样品点， 选择表面洁净、 透明度好、 无裂纹、 无包 裹体的柱状锆石颗粒进行测定。 图 1腾冲曲石火山岩样品 TC7 中所测锆石阴极发光图像 Fig． 1Cathodoluminescence images of the tested zircons in TC7 from Qushi in Tengchong 2SHRIMP U －Pb 年龄测试方法 锆石 SHRIMP U － Pb 年龄分析是在北京离子探 针中心 SHRIMP Ⅱ上完成的。具体原理和分析流程 见文献［ 22 － 23］ 。测定时仪器质量分辨率约为 5000 1峰高 。每个数据点测定由 5 次扫描对 9 个质量峰进行数据采集， 9 个质量峰为 90Zr 2 16O 、 204Pb 、 背景值 Background 、 206Pb 、 207Pb 、 208Pb 、 238U 、 232Th16O 、 238U16O 。实验过程中， 应用标准 锆石 M257 年龄值 561． 3 Ma， U 含量 840 μg/g 标 定标准锆石 TEM 和锆石样品的 U、 Th 和 Pb 含量， 并在开始实验时根据一次 M257 的测定， 确定一个 初步的 Pb/U 校正系数 A 值 ， 用于初步计算标准 锆石 TEM 和样品的年龄， 便于监测仪器工作状态并 指导测试 ［24 ］; 应用标准锆石 TEM 年龄值 417 Ma 校正样品年龄值， Pb/U 校正公式为 Pb/U A UO/ U 2［22 ］。SHRIMP U － Pb 定年在十分年轻的火山岩 样品年代学研究中还不多见， 在假定年轻火山岩年 龄谐和的情况下一般采用207Pb 进行普通铅年龄校 正的206Pb/ 238U年龄作为真实年龄［20 ］， 该年龄的获得 主要依据二次离子206Pb 、 207Pb 和238U 的测定， 实 验过程中要尽量降低204Pb 的计数。在年龄测定过 程中， 相对于常规的测定进行了一些调整以得到更 加精确的年龄值。 1 测定前对样品点表面的镀金清洗了较长时 间， 清洗时间为 240 s， 更彻底地去除样品处理过程 中带入的普通铅。 2 在 SHRIMP 测试中， 二次离子的产生主要依 赖于一次离子流产生的含氧负离子对样品的轰击， 这 些离子主要有 O － 、 OH － 、 O2 － 、 NO2 － ， 每种离子所占 比例随着仪器的双等离子管设计、 原料气纯度等参数 的不同而不同， 一般 O － 数量最多、 强度最大 图 2 ， 通常采用 O2 － 作为二次流的离子源 ［ 20 ］。本次实验过 程中， 尝试采用强度最大的 O － 作为离子源轰击样品 试图得到更多的二次离子从而减小实验误差， 但因其 强度太大， 造成测点深度和宽度较大， 严重影响二次 02 第 1 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2015 年 ChaoXing 离子的提取， 计数衰减明显， 效果不理想。最终采用 常规的 O2 － 作为一次流的离子源进行测试。 3 测定了较多的 TEM 标准锆石， 以准确标定 锆石年龄， 标准锆石样品与待测样品比例为 1 ∶ 2 ～ 1 ∶ 3。 4 增加206Pb 、 207Pb 的积分时间为30 s 是平 时测量的 3 倍 ， 208Pb 的积分时间为 20 s。 5 设置206Pb 、 207Pb 、 208Pb 的质量峰检测处 于关闭状态， 防止它们的质量峰偏离其设定峰值， 从 而造成数据的错误。 为了验证实验结果的可靠性， 得到更加可靠的 结果， 先后对同一批样品中的不同锆石进行 3 次分 析， 3 次实验得到了一致的年龄， 下面将分别探讨。 图 2一次离子流各离子的峰图 Fig． 2Peak diagram for ions of the primary ion beam 3SHRIMP U －Pb 年龄结果分析 本研究对样品进行了 3 次 SHRIMP 锆石 U － Pb 年龄测定。测试过程中二次离子计数高低和稳定性 决定了测定结果的质量， 下面着重分析 3 次实验 T1、 T2、 T3 中特征的二次离子计数的差别及其对 测定结果的影响。 对比 3 次实验中二次离子90Zr2 16O 、 238U 的变 化 图 3 发现 3 次实验中90Zr2 16O 的计数变化不 大， 分别为 20000 ～ 35000、 10000 ～ 35000、 40000 ～ 45000， 第 3 次实验 T3 中变化最小， 并且计数较 高; 3 次实验中238U 的计数变化较大， 分别为 8000 ～120000、 8000 ～ 250000、 12000 ～ 260000， 其中第 3 次实验 T3 中238U 的计数普遍较高。 然后对比 3 次实验中代表性数据点在 5 组扫描 中二次离子90Zr2 16 O 、 238U 、 204Pb 、 206Pb 、 207 Pb 的变化 图 4 发现 第 1 次实验中 T1 ， 238U 存在 衰减; 206Pb 、 207Pb 计数普遍较低， 一般小于100， 最 图 3三次实验 T1、 T2、 T3 各数据点的90Zr 2 16O、238U变化图 Fig．3 90Zr 2 16O ， 238U variation of data points in three tests T1，T2，T3 高达 150， 存在明显衰减; 204Pb 计数很低。第 2 次 实验中 T2 ， 90Zr 2 16O 变化不稳定; 238U 计数一般 较低; 206Pb 、 207Pb 计数较少， 一般也小于100， 并发 生明显衰减; 204Pb 计数很低。第 3 次实验中 T3 ， 一般保持90Zr2 16O 稳定增加; 238U 计数较高并且递 增; 206Pb 计数较大， 一般在 100 以上， 最高可达 900， 在 5 次扫描中 206Pb 、 207 Pb 基本上不存在衰 减; 204Pb 计数很低。 综上可知， 第 3 次实验所测锆石颗粒90Zr2 16O 、 238U 计数比较稳定， 总体较高; 206Pb 计数较高， 在 5 组扫描中 206Pb 、 207 Pb 的计数基本上不存在衰 减; 普通204Pb 计数较低。从二次离子的计数的变 12 第 1 期李琳琳， 等 应用 SHRIMP U － Pb 定年法研究腾冲地区中更新世英安岩的形成时代第 34 卷 ChaoXing 图 4三次实验 T1、 T2、 T3 中代表性数据点 5 组扫描中 特征的二次离子计数 Fig． 4Counts of characteristic secondary ions in five scans of representative data points in three tests T1，T2，T3 化来看， 本次实验可以最大程度地降低实验的误差， 获得比较精确的年龄， 因此采用第 3 次测年结果作 为实验的最终结果。 3 次实验结果见表 1 和图 5。第 1 次实验的加 权平均年龄为 0． 40 0． 03 Ma， 交点年龄为 0． 43 0． 03 Ma; 第 2 次实验的加权平均年龄为 0． 42 0． 01 Ma， 交点年龄为 0． 43 0． 03 Ma; 第 3 次实验 的加权平均年龄为 0． 41 0． 01 Ma， 交点年龄为 0． 42 0． 01 Ma。可见 3 次实验得到的年龄值在误 差范围内一致， 第 3 次实验获得的年龄值精确度 较高。 4腾冲地区中更新世火山岩年龄的精确测定 4． 1腾冲火山岩的 K －Ar 年龄 腾冲火山岩群是我国著名的年轻火山岩群， 穆治 国等 ［ 2 ］、 郭光裕等［ 5 ］、 李大明等［ 8 ］分析大量腾冲火山 岩样品获得了中新世 －晚更新世的K －Ar 年龄， 并从 不同角度对其进行活动分期的划分。K － Ar 等同位 素年龄测定值时代越新误差越大 ［ 24 ］， 造成这种现象 的原因可能是受到过剩 Ar 的影响 ［ 7 ］。李大明等［ 7 ］分 析马鞍山火山岩样品的K －Ar 年龄发现， 富含过剩氩 的斜长石斑晶会使全岩样品 K － Ar 表面年龄明显增 大， 尤其是对于中更新世以来的火山岩样品年龄会造 成显著影响。等时线年龄可以有效地消除样品初始 氩对年龄的影响， 但是对于十分年轻的样品往往由于 放射成因40Ar 含量太低或者测试时提取 Ar 样品量不 足而导致较大的定年误差 ［ 25 ］。 4． 2腾冲火山岩的铀系不平衡年龄 年轻地质体年代学研究的另一重要的方法是铀 系不平衡法， 该方法主要是根据 U、 Th 在岩浆作用 过程中不同结晶相中具有不同的分配系数， 从而导 致各结晶相具有不同的 Th/U 比值和相同的 Th 同 位素组成 230Th/232Th ， 熔岩由这种不平衡态向平 衡态的恢复衰变作用导致子体230Th 在原来已有初 始 230Th 0的基础上开始增加， 从而形成铀系不平 衡地 质 时 钟， 构 成230Th/ 232 Th － 238U/232 Th 等 时 线 ［15 ］。作为238U衰变的中间子体，230Th 半衰期较短 约为 75 ka， 岩浆作用过程造成的 U、 Th 分馏在经历 约 5 个半衰期后会再次达到平衡， 因而该方法只适 用于该时间段内的年轻地质体年龄测定 ［13 ］， 特别是 适用于晚更新世 － 全新世地质体年代学研究 ［15 ］。 王非等 ［6 ］首次应用铀系 TIMS 法测定了腾冲地区 3 个最年轻火山 黑空山、 打鹰山和马鞍山 的年龄， 得到了 227 ～7． 5 ka 的 U － Th 等时线年龄。 4． 3腾冲火山岩的 SHRIMP 锆石 U －Pb 年龄 本文报道的腾冲中更新世英安岩的 SHRIMP 锆 石 U － Pb 年龄是一次很有意义的尝试。应用离子 探针分析十分年轻地质体的年龄在国内外均已有先 例。在我国， Wan 等 ［20 ］应用 SHRIMP 测定台湾北部 基隆山安山岩中锆石206Pb/ 238U年龄为 1． 04 0． 06 Ma; 国 际 上，Dalrymple 等 ［18 ］ 应 用 CAMECA ims 1270 测定 Geysers 地区花岗岩中锆石206Pb/ 238U年龄 22 第 1 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2015 年 ChaoXing 表 1三次实验 T1、 T2、 T3 中锆石 SHRIMP U － Pb 同位素分析结果 Table 1SHRIMP zircon U- Pb dating of zircons in three tests T1，T2，T3 测定点位 206Pb c U 10 －6 Th 10 －6 232Th 238U 206Pb* 10 －6 206Pb/238U 年龄 Ma 总238U 206Pb 总207Pb 206Pb 230Th 校正 年龄 Ma 第 1 次实验 T1 T1 －1．136． 660021193． 70．0480．380．05107608．70．335150．59 T1 －2．187． 01253192． 60．0150．120．11718811． 00．733130．86 T1 －3．143． 92497573． 10．0240．410．10885611． 00．392250．71 T1 －4．172． 41965322． 80．0240．250．11714912． 00．618150．86 T1 －5．122． 4126447723． 90．0910．420．03120005．80．223130．54 T1 －6．134． 652220644． 10．0400．380．07112218．30．319270．57 T1 －7．168． 14377901． 90．0430．240．08873110． 00．584140．73 T1 －8．161． 533811553． 50．0340．290．0885208． 80．531150．73 T1 －9．149． 02585302． 10．0260．380．09856710． 00．433180．74 T1 －10． 113． 8194154092． 90．1440．480．03115825．20．155140．56 T1 －11． 158． 3125038473． 20．1510．380．0570914．80．50680．86 T1 －12． 169． 42225382． 50．0230．230．10841711．00．594160．75 T1 －13． 120． 9139552413． 90．0990．420．03121595．90．211130．53 T1 －14． 130． 4176768494． 00．1270．370．04119915．30．286190．54 T1 －15． 159． 532410103． 20．0490．460．1557278．20．520201．05 T1 －16． 124． 7141936572． 70．1060．420．03115335．30．241120．57 T1 －17． 129． 275012631． 70．0560．400．05114857．70．276210．58 T1 －18． 116． 1222779763． 70．1310．370．03145635．10．173190．45 T1 －19． 165． 086919962． 40．1030．310．0772745．70．560100．85 T1 －20． 191． 42205782． 70．0750．220．2025186． 70．768122．30 测定点位第 2 次实验 T2 T2 －1．118． 0171663423． 80．1160．420．04127386．90．188190．51 T2 －2．150． 937112133． 40．0350．350．0790079．20．448150．69 T2 －3．139． 953013792． 70．0550．470．0682657．50．361140．76 T2 －4．120． 0142852393． 80．1050．440．03116875．60．204160．55 T2 －5．125． 4113536153． 30．0760．370．03129196．20．246140．51 T2 －6．131． 084519582． 40．0660．400．05110556．70．290200．59 T2 －7．120． 296445094． 80．0780．480．06106716．40．205320．58 T2 －8．127． 657922824． 10．0530．500．089390120．264230．66 T2 －9．155． 82607593． 00．0250．320．129010120． 490270．70 T2 －10． 132． 672823323． 30．0650．450．0496436．50．304110．65 T2 －11． 157． 32668473． 30．0340．400．0868188． 50．498130．89 T2 －12． 149． 539415824． 10．0430．410．0678937．60．437120．77 T2 －13． 150． 630312004． 10．0350．430．0774368．30．446130．82 T2 －14． 158． 91833311． 90．0260．440．116060110．511141．01 T2 －15． 158． 12146553． 20．0290．420．106368110．505130．95 T2 －16． 155． 638114073． 80．0500．440．0765907．50．485110．92 T2 －17． 143． 668521783． 30．0630．390．0593847．60．390110．67 T2 －18． 155． 72086183． 10．0290．470．186125100．490260．99 T2 －19． 156． 92176703． 20．0280．410．126780180．496150．90 T2 －20． 132． 675915942． 20．0650．430．07100117．30．303230．64 T2 －21． 156． 734510883． 30．0410．390．0871668．10．494120．86 T2 －22． 139． 234511823． 50．0390．520．0775818．40．355140．81 T2 －23． 132． 71303542． 80．0120．450．089680120．304240．66 T2 －24． 145． 734111093． 40．0370．440．0779666．50．407150．78 T2 －25． 146． 22095802． 90．0200．380．0790708． 30．411150．70 T2 －26． 117． 741914833． 70．0280．410．04128797．40．186200．51 T2 －27． 153． 62126723． 30．0290．480．0863057． 10．469120．96 T2 －28． 124． 669725993． 90．0660．540．0590746．60．240130．69 T2 －29． 136． 92708053． 10．0280．480．0684207． 00．338160．74 T2 －30． 129． 289327013． 10．0700．420．03109575．40．2769．40．59 32 第 1 期李琳琳， 等 应用 SHRIMP U － Pb 定年法研究腾冲地区中更新世英安岩的形成时代第 34 卷 ChaoXing 续表 1 T2 －31． 154． 02387313． 20．0230．340．0688607． 70．473130．71 T2 －32． 143． 62185002． 40．0220．430．108380120．390220．75 T2 －33． 17．92923163755． 80．1750．410．02143734．50．1098．60．44 T2 －34． 144． 23707452． 10．0340．380．0693716． 70．395150．68 T2 －35． 124． 899143494． 50．0640．360．03133457．30．242120．48 T2 －36． 125． 853921014． 00．0620．640．0574896．00．250110．81 T2 －37． 155． 373117732． 50．0790．360．0480055．30．4837．20．78 T2 －38． 117． 371419742． 90．0550．470．03112435．90．183130．58 T2 －39． 18．13247202416． 40．2010．430．02139114．40．1108．00．45 T2 －40． 125． 42241110315． 10．1670．420．02114974． 50．2466．20．54 T2 －41． 16．3160250203． 20．0950．420．02144385．00．095120．46 T2 －42． 17．64123218585． 50．2520．420．02140554．30．1069．30．45 测定点位第 3 次实验 T3 T3 －1．141． 34930196904． 10．4350．390．0497342．90．372100．64 T3 －2．18．94271128283． 10．2640．420．02138883．70．116120．48 T3 －3．1－91129163． 30．0450．380．0417370100．024980．40 T3 －4．15．687729843． 50．0550．440．04138208． 30．090430．48 T3 －5．12．6208071223． 50．1300．460．03137505．30．066320．48 T3 －6．15．4100936603． 80．0580．410．03149007．30．089340．45 T3 －7．13．77672318964． 30．4660．440．01141482．70．076100．46 T3 －8．182． 94113162404． 11．1500．360．0830712．00．7014．31．88 T3 －9．13．82953107283． 80．1830．450．02138454．40．076190．47 T3 －10． 116． 751315163． 10．0250．310．0517370120．178310．40 T3 －11． 13．74410148293． 50．2540．420．02149293．70．075150．45 T3 －12． 1－214959632． 90．1130．400．02163855． 50．042480．42 T3 －13． 1－191456733． 10．1010．420．03162436． 0－0．004130．42 T3 －14． 17．4212762773． 10．1250．410．03146635．30．105210．46 T3 －15． 111． 3161243652． 80．1000．420．03137786．10．135210．48 T3 －16． 16．2112246964． 30．0610．380．04158609．20．095330．42 T3 －17． 120． 687832603． 80．0520．350．0514500120．208210．46 T3 －18． 125． 255016413． 10．0360．370．05132109．10．245200．50 T3 －19． 12．45198222914． 40．3040．430．02147073．30．065160．44 T3 －20． 14．5266982733． 20．1510．410．02152104．70．082170．44 T3 －21． 15．455215282． 90．0360．460．0613170110．088460．50 T3 －22． 156． 24216821． 70．0410．320．0788419． 70．490140．72 T3 －23． 15．84088145953． 70．2260．390．02155324．00．092170．43 T3 －24． 132． 7320094883． 10．2320．370．02118373．90．3048．20．55 T3 －25． 19．777526473． 50．0500．440．05133908．90．122380．49 T3 －26． 1－3368902． 70．0170．450．091671020－0．090320．42 T3 －27． 117． 7106135773． 50．0630．360．03145816．90．185170．46 T3 －28． 118． 0212956132． 70．1370．400．03133865．20．188170．50 T3 －29． 113． 089031713． 70．0570．420．04134108．10．149290．49 T3 －30． 13．7146464834． 60．0880．440．03142436．10．076350．46 注 分析误差为 1σ; Pbcand Pb*分别代表普通铅和放射成因铅; 206Pb/238U年龄为用207Pb 进行普通铅年龄校正的年龄， 此时假设206Pb/238U － 207Pb/235U 年龄谐和;230Th 校正方法见文献［ 26］ 。 为 1． 13 0． 04 Ma， Bacon 等 ［19 ］应用 SHRIMP 分析 同样的样品获得 1． 11 0． 06 Ma 的锆石206Pb/ 238U 年龄， 两次分析的年龄结果在误差范围内一致。 Lowenstern 等 ［14 ］应用 SHRIMP RG 分析了 Medicine 火山湖的花岗岩样品中锆石206Pb/ 238U年龄值为 254 9 ka， 进行230Th 亏损校正后的年龄加权平均值为 319 8 ka。岩浆作用过程中 Th、 U 分馏会对年轻地 质体的锆石 U － Pb 年龄造成一定程度的影响。 U 相对于Th 在锆石中具有更高的分配系数 ［14， 26 ］ ， 结 晶锆石相对于熔体 Th/U 偏低而230Th/ 232Th 相同， 会 表现出230Th 的亏损， 从而导致206Pb的测定值以及相 应的206Pb/ 238U年龄值偏低， 因而在对十分年轻锆石 进行 U － Pb 定年时， 要对230Th 进行校正。校正公 式 ［26 ］ 为 f Th/U mineral/ Th/Umagma 206Pb 238U［ eλ238T －1 λ238 /λ 230 f －1 ］ 42 第 1 期 岩矿测试 http ∥www． ykcs． ac． cn 2015 年 ChaoXing 图 5腾冲曲石火山岩样品在三次实验 T1、 T2、 T3 中锆石206Pb/238 U年龄结果 Fig． 5 206Pb/238U ages of three tests T1，T2，T3 on zircons from Qushi in Tengchong 式中 f 代表定年矿物和岩浆源区的 Th － U 分馏系 数; Th/U mineral为 各 锆 石 数 据 点 实 测 比 值; Th/U magma10． 7， 为全岩样品实测比值; λ238 、 λ 230 分别为238U、 230Th 的衰变常数。 本文对腾冲曲石地区英安岩样品进行的 3 次 SHRIMP 实验中各数据点进行230Th 亏损校正得到的 单点年龄为 0． 40 ～2． 30 Ma， 变化较大， 其中根据第 3 次实验结果进行230Th 亏损校正获得的年龄为0． 40 ～1． 88 Ma， 主要集中在 0． 40 ～ 0． 50 Ma 数据见 表 1 。 Bacon 等 ［19 ］使用 SHRIMP 分析了 Mazama 山的 晚更新世花岗闪长岩中的锆石年龄， 得到206Pb/ 238U 年龄 为 101 78 －80 ka， 进 行230Th 不 平 衡 校 正 后 的 206Pb/238U 年 龄 为 17489 －115 ka。但 其 随 后 的 锆 石 SHRIMP U － Th分析获得的230Th/ 232 Th － 230 Th/238U 等时线年龄为 112 24 ka， 并认为该年龄值是对花 岗闪长岩结晶时代最好的估计， 而该值更接近未 经230Th 不平衡校正的206Pb/ 238U年龄。在此， 本研究 将实测的207Pb进行普通铅校正的206Pb/ 238U年龄作 为该区英安岩的形成时代， 并采用238U和放射成因 Pb 计数较高且稳定的第 3 次实验的结果， 年龄为 0． 41 0． 01 Ma， 属中更新世， 是目前我国获得的最 年轻的高精度锆石 SHRIMP U － Pb 年龄。 5结语 微区离子探针 U － Pb 定年方法具有高精度、 高 灵敏的特点， 能灵敏地检测到微量的离子， 已广泛应 用于早更新世地质体的年代学研究中， 并逐渐应用 于更加年轻的地质体， 该方法对于研究腾冲中更新 世及之前的火山岩的年龄具有独特优势。 本研究对腾冲曲石地区英安岩样品中锆石进行 的 3 次 SHRIMP 锆石 U － Pb 定年获得了一致的年 52 第 1 期李琳琳， 等 应用 SHRIMP U － Pb 定年法研究腾冲地区中更新世英安岩的形成时代第 34 卷 ChaoXing 龄。对 3 次实验中单个锆石数据点进行230Th 不平 衡校正的年龄结果变化较大， 总体上接近未校正的 实测年龄值。第 3 次实验所测锆石颗粒具有较高且 稳定的90Zr2 16 O 、 238U 和 206Pb 计数， 并且 206Pb 、 207Pb 计数在 5 次扫描中基本上不存在衰减， 普通 204Pb 计数较低， 获得高精度的加权平均206Pb/ 238U 年龄为 0． 41 0． 01 Ma， 属中更新世。选用第 3 次207Pb 进行普通铅校正的206Pb/ 238U年龄的实测结 果代表该英安岩形成的时代。这一精确的年轻火山 岩 SHRIMP 锆石 U － Pb 年龄的获得为年轻地质体 年代学研究提供了新的思路。 6参考文献 ［ 1］陈廷方． 云南腾冲火山岩岩石学特征［ J］ ． 沉积与特提 斯地质， 2003， 23 4